本文一共涵盖5篇精选的论文范文,关于《化学信息学论文(精选5篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。摘要：随着东西方科学技术的交流，中国的化学学科也学习西方进行了更加详细的分支，其中作为新兴学科的化学计量学属于起步较晚的科目，同时牵涉的科目也更广泛，具体有数学、统计学、应用数学和计算机应用技术、计算机基础、编程等等相关学科，因而学好化学计量学意味着同时学好多门学科，进行交叉性学习知识。
把握好中学化学的情感教育
情感教育是化学教学的重要任务之一,也是新课标的要求。有人认为教学中的情感成分在试卷中无法考核,又占用知识教学时间,就压缩或根本就不流露。其实情感是有弹性的,可多可少、可大可小。在教学中情感的需要和产生是自然而然的,肯定会影响认知、意志、价值观等,因此教师应把握好中学化学的情感教育。
一、情感教育是教学工作中重要元素
情感是人对客观事物是否符合个人需要而产生的态度和体验。一般说来,凡能满足需要或符合人的愿望、观点的客观事物,就能使人产生愉快、喜爱等肯定的情感体验。反之,就使人产生烦闷、厌恶等否定的情感体验。在教学中我们不可能避免情感的干涉作用。
心理学基础知识告诉我们:心理过程包括认知过程(知)—情感过程(情)—意志过程(意),情感在心理过程中占其一。但在实践中我们对认知过程、意志过程的重视是远远大于情感过程的。有些课枯燥乏味、大量灌输,把学生当作无情无感的容器,事倍功半。教学不能只重视认知过程。任何意志行动总包含着认知、情感成分,而认知、情感过程也包含着意志成分。情感也是试卷能考的,且不说不良情感影响考试水平,就内容来说,近年来高考出现了越来越多有利于情商高的学生得分的题。情感影响作文得分最明显,理科联系实际的题只有平时关注生活、社会责任感强的人才答得好。
有的学生不喜欢化学,把化学与环境污染紧密联系,把污染罪责归咎于化学工业和化学品。其实这只是看到问题的一个方面,略举几例即可改变此看法:合成材料解决了大量金属、木材、棉花、橡胶等自然资源的消耗与占地的问题;合成药物解决了千百万人的健康长寿问题;化肥、农药解决了农作物大量增产和因病死亡的问题。没有化学工业或化学品,人类资源将会极度匮乏。污染的解决还是要靠化学科学发展来解决。这样学生会重新认识化学,认为人类离不开化学工业,于理于情都会对化学科学产生敬意,积极学习化学。
教师要根据不同学科不同年级和每一堂课的实际情况,创造性地开展工作,不断尝试和反思,促进自身的专业发展。这样,在化学教学中,学生才会精神饱满,在充满自信、积极思考、热情互动的情绪下学习。教师通过情感共鸣的讲授、讨论、实验等激发学生自觉学习,产生积极的情感体验,师生双方获得最佳的配合态,能形成和谐的课堂氛围,达到高效的教学效果。
二、情感渗透有利于培养学生高尚情操
情操是一种比较复杂的、伴随着理智作用的、持续稳定的、系统化了的高级情感。“高级”是需要的一种分级,高级不等于高尚,但可以修养成高尚。
满足衣食住行等需要的快乐是初级情感,满足社会性需要而产生的则是高级情感。高级情感具有较高理智性,与道德信念、道德理想、世界观等紧密相连,因而培养的渠道很多,教育的可能性很大。在教育过程中教师要培养学生的社会性情感品质,发展他们的自我情感调控能力,提高学生的审美能力,完善学生的品德,促进良好人际关系的建立。这样有利于学习责任感的增强,有利于学生社会化的发展。
从心理过程和个性心理特征关系看,心理过程和个性心理特征是心理的两大部分。个性心理特征是个体身上经常的、相对稳定的心理特点,它是通过心理过程形成起来的,又反过来影响心理过程的进行。个性中稳定下来的情感特点会先入为主地影响人对事物的态度,因而教师从个性心理特点入手可以培养学生的高级情感,促进学生个体的全面发展,促使他们对学习、生活和周围的一切产生积极的情感体验,形成独立健全的人格特征。
在中学化学教学中,情感教育的内容极其丰富,情感教学不仅要将认知之内的情感本身作为目标之一,而且应在这一过程中有意识地涉及到意志、兴趣和人际交往、自我意识等心理品质与能力的培养,全面提高学生的素质。教师利用好学科资源会使自身和化学显得厚重,并使学生也有较大的情感厚度。
三、情感生成和知识学习是必然的
情感是伴随着认识过程的展开而产生和变化的,认识是情感的基础,也是教学的主要工作,知情并进天经地义。过难或过易、枯燥或花哨的知识都会影响学生学习知识的情绪。难点要由浅入深、循循善诱、控制分寸、分散学习、反复呈现;易点要点明关键处、易错处,增加新鲜感,加快速度,增加容量。枯燥的要具体化、生动化,挖掘内在逻辑美、方法美等;花哨的要抓住要点,稍及其余。总之,要使内容难易适当、看(学)起来平易近人。
如:学习较抽象的离子键、共价键,可由钠在氯气中燃烧的漂亮现象开始,引发学生快乐的情感,然后从化学反应本质开始讨论成键原因是什么、成键粒子是什么、成键本质是什么、成键元素是什么等问题。用电子式表示也按原子、离子、化合物的顺序。知识内在的逻辑能一步步吸引学生积极探索,也使学生养成科学的考问方式。收效甚丰、乐在其中。
没有情感交流的教学,不会激发学生的情感。学生的年龄特征决定其往往是情感支配理智。教师进课堂要精神充足,教学过程展现的知识应该是有生命力的、鲜活的。教育是人和人的互动,教师教学应是知识和情感同时输出,教师输出爱才有爱的回报,输出情感才有情感的共鸣,学生对老师的态度和对其执教的学科成绩成正相关。课堂上,教师一定要密切关注学生情感变化,随时调整自己的教学活动,以求与学生“情感共鸣”,切忌滥用情感。
学习成绩好是自我实现、被人承认的情感需要,教师使每个学生都有发展,学生才会乐学。要让成绩优秀的学生长久保持其学习热情,教师就要帮助他们建立坚强的挫折抵抗墙,正确对待失败,对成绩落后的学生教师要关怀鼓励,不断提高其基础知识水平,发挥特长优势,有过人处,则有自信,有学习热情。
四、在活动中产生真实深刻的情感
在活动中激发和培养学生的情感,是最适合学生活泼好动、求知欲强、好奇心大的特点的。化学实验、研究性学习、参观企业等是行之有效的好形式。
化学实验必须动手、动脑、动情。这里的情是同学合作情、对自然规律的敬畏情、对科学家的敬佩情。实验的感性滋润、实验成功的惊喜、实验失败的懊恼等也是情感体验。如:钠的性质实验,钠在烧杯中与滴有酚酞的水反应,钠浮在水面,熔成小球,发出嘶嘶声,不断游动,水变红等现象,每一个现象对应钠的一个性质,可喜、可思、可感叹。有的同学钠块放多了,燃烧,甚至溅出,可怕、可警醒。严肃的科学态度、科学方法、科学规律,只要学生在活动中感受到,就会牢记。
在环境保护教学中,可让学生上网查找资料,了解臭氧层遭受破坏、温室效应加剧的危害;美国的光化学烟雾事件,日本的水俣病等与工业“三废”的关系。在我国部分城市出现酸雨,可组织学生测定当地雨水的pH值,亲身感受环境污染的危害和环境保护的重要,培养学生的社会责任感。然后带领学生参观污水处理厂,亲眼目睹化学在解决环境污染中的作用,可大大激发学生学习化学的积极性。
教育者先受教育,教师要发展学生对化学科学的情感,对学生进行情感教育,首先要热爱化学科学,热爱化学教学,热爱学生,教师积极的、强烈的情感才能感染、震撼学生的心灵,正所谓“以情感人、以情育人”。情感“资源”在理论上无限量地存在于师生交往互动的过程之中,而不仅仅来自于教学内容本身。即使是教学内容本身并不包含情感因素,教师也可以对其进行情感化处理,从而更好地达到以情感促进教学的效果。
作者：张 娜
[摘要]目的： 采用化学信息学方法，分析中药化学成分分子结构特征与其抗菌活性的构效关系。方法： 采用Cytoscape和ChemViz计算中药化学成分与目前临床使用的抗菌药物的二维化学结构相似度以及表征细胞渗透性的拓扑参数TPSA（Topological Polar Surface Area，拓扑分子极性表面积）。继而计算8大类中药化学成分与已知抗菌药物的整体化学结构相似程度。结果：相比其他类别的中药化学成分，黄酮类化合物表现出与现有抗菌药物较好的结构相似度，适宜的细胞渗透性。结合其较好的药物安全性特点，提示这类化合物可作为进一步合成抗菌药物的优选先导化合物骨架结构来源。结论： 化学信息学的应用有助于探究中药化学成分分子结构特征与其抗菌活性的构效关系，寻找合适的抗菌药物先导化合物骨架结构。
[关键词]中药化学成分；抗菌活性；化合物结构相似度；化学信息学
近30年来，随着我国医疗水平飞速发展，抗菌药物的生产与使用日益普遍。人们的健康状况得到了显著提高，这些都益于针对于不同作用途径的抗菌药物的不断涌现和大量的临床使用。目前临床上常用的抗菌药物主要有β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、喹诺酮类等等。抗菌药物在发挥日益强大的抗菌功效的同时，致病菌也不断对现有药物产生适应性[1]。由于抗菌药物的滥用，使细菌的耐药性迅速产生[2]。另外，抗菌药物存在诸多不良反应，如中枢神经系统、血液系统、泌尿系统、消化系统的不良反应均十分常见，另外还包括一些严重的不良反应如过敏性休克、耳肾毒性等等[3-5]。结合以上事实，一方面深刻表明应在临床上严格控制和合理使用抗菌药物；另一方面也强烈提示开发新的基于全新的分子母核结构的抗菌药物应成为当务之急。
大量研究表明中药化学成分具有较好的抗菌活性[6]。本文依据化合物结构相似，可能具有相似的药理作用这一合理假设，通过化学信息学软件的合理使用，比对中药化学成分与目前临床应用的抗菌药物的二维化学结构相似程度，从中优选出具有较好抗菌活性的中药化学成分类别。研究结果可以为今后进一步对其结构改造，合成全新的基于中药化合物骨架结构的抗菌药物，提供理论指导和前期研究基础，从而替代当前细菌已经对其耐药的抗菌药物和使用后产生严重不良反应的抗菌药物。
1资料与方法
1.1抗菌药物和中药化学成分研究中所用的临床抗菌药物以及中药化学成分均其常用名称表示，各个化合物的SMILES字符串可在PUBMED compounds数据库中检索得到。研究中计算二维化合物结构相似度的参数为Tanimoto系数 （Tanimoto coefficient）。方法中将忽视化合物的旋光性，因此SMILES字符串将全部采用Canonical SMILES[7]。对于无法在PUBMED compouds数据库检索其Canonical SMILES的中药化学成分，则依据其二维分子结构，经ChemDraw软件重新绘制其化学结构，生成其SMILES字符串。
1.2计算化合物相似度及拓扑参数TPSA所有的中药化学成分将按化学结构特点被分为8大类，即黄酮类、萜类、木质素类、生物碱类、皂苷类、醌类、甾醇类以及香豆素类。采用网络分析软件Cytoscape[8]以及其化学信息学分析插件ChemViz[9]分别计算各类中药化学成分与现有临床使用的抗菌药物之间的化学结构相似性。Tanimoto系数（0～1）的大小用于表征化合物结构相似程度。计算结果越接近1，则表示2个化合物结构越相似，很可能存在相似的药理活性[10]。参考文献[10]，本次研究中Tanimoto 系数的阈值设定为0.57。计算Tanimoto系数之和得到E，反映2个类化合物之间的整体相似程度[10]。此外，ChemViz用来计算所有研究用化合物的TPSA，其大小可用于衡量化合物对于细胞膜的渗透性[11]。数据分析采用GraphPad Prism 5软件处理。当P<0.05，认为方差分析结果存在显著性差异。
2结果
2.1收集的抗菌药物和中药化学成分及所使用的软件本次研究中，共纳入了161种抗菌药物。均为目前临床应用的药物品种。采用网络分析软件Cytoscape以及它的可用化学信息学插件ChemViz，依照化合物结构相似可能具有相似的药理活性的合理假设，对总共1 455种中药化学成分进行了抗菌活性化学信息学分析，以探究中药化学成分分子结构特征与其抗菌活性的构效关系。由于研究中涉及化合物个数较多，文章中不做列表显示化合物的名称和SMILES。在本次分析中，采用了Tanimoto系数作为计算两两化合物结构相似度的主要参数[7]；而E作为衡量2类化合物整体结构相似度的主要参数[10]，E越小，表明2类化合物越相似。所有化合物的拓扑参数TPSA由ChemViz计算得到，越小，表明药物的被动跨膜转运能力越强[11]。
2.2不同类别的中药化学成分与现有抗菌药物的化合物结构相似度存在显著差异尽管大量研究表明不同化合物结构特点的中药化学成分均可表现出一定的抗菌活性，但是研究结果提示不同类别的中药化学成分由于其母体结构的差异，表现出存在与抗菌药物化合物结构相似度的显著差异（图1，表1）。图1为示意图，显示了甾醇类和黄酮类化合物与抗菌药物的Tanimoto系数的分布趋势，可以看出抗菌药物之间的相似度最高，其Tanimoto系数平均值为0.48。黄酮较甾醇与抗菌药物更为相似，前者的Tanimoto系数平均值为0.44；而后者仅为0.18。在所有分析的1 455种中药化学成分中，仅有少量生物碱类化合物表现出与抗菌药物在化学结构上最为相似（Tanimoto系数>0.80，图2）。在图2中，若2个化合物的Tanimoto系数大于0.80， 即用实线连接。结果表明β-咔啉类生物碱与多种抗菌药物在化学结构上非常相似，提示此类生物碱很可能具有抗菌活性。
E的计算结果与以上结果一致（表1）。黄酮和生物碱以及皂苷的E最小，与其他类别化合物相比有显著区别，提示这3大类化合物在总体上与抗菌药物结构相似程度较高。而甾醇类化学成分无一个与抗菌药物相似（Tanimoto系数阈值为0.57[10]）。需要注意的是，E的大小与化合物的数目无关[10]。进一步的分析证明，黄酮类化合物与甾醇类化合物之间的E为2.1×105，2类化合物中无任何化合物之间结构相似（Tanimoto系数>0.57），说明中药化合物母核结构的差异显著影响了它们的抗菌活性[6]。黄酮化合物按母核骨架的细微差异又可细分为亚类，各亚类黄酮化合物在抗菌药物相似程度上仍然表现出显著差异（表2）。
2.3中药化学成分TPSA分析药物跨膜转运与药物在细菌内部的有效浓度紧密相关[11]，进而将显著影响药物的抑菌或杀菌活性。本次研究中，采用衡量化合物细胞渗透性的拓扑参数TPSA来总体比较各中药化学成分和现有抗菌药物在被动跨膜转运上是否存在显著区别（图3）。方差分析结果表明，各中药化学成分类别与现有抗菌药物在细胞渗透性上存在显著差异。除了皂苷类化合物的TPSA普遍偏高，提示其分子结构极性较强不易通过细菌细胞膜，其他各类中药化学成分均表现出较好的细胞膜渗透性能。对黄酮各亚类化合物的TPSA分析结果表明，各亚类化合物的TPSA不存在显著差异。
3讨论
抗菌药物的过度使用已经在我国造成大量抗生素不同程度的耐药，并且这种趋势不仅没有缓解，而是在逐年加剧。如何合理使用这些药物，避免耐药性菌群的出现，也将是一个亟待解决的临床问题。同时，抗菌药物的一些严重的不良反应也同样困扰着诸多医务工作者。
在药理学中，存在这样一个合理的假设：结构相似的化合物往往会具有相似的药物作用，并表现出近似的药理活性。而通过计算和比较在巨大的化合物空间中的化合物之间的结构相似性，有可能发现化合物或是药物的新的药理作用[10]。本次研究中，将采用现有的化学信息学软件计算和分析超过1 450种的中药化学成分与目前临床使用的抗菌药物之间的结构相似性。试图从中寻找到合适的先导药物骨架结构的来源。将这1 455种天然化合物按其结构特点分为8大类，即黄酮类、萜类、木质素类、生物碱类、皂苷类、醌类、甾醇类和香豆素类。对各大类化合物分别进行分析和讨论。而对于黄酮类化合物，还特别按其母核结构的细微差异，将其细分为5个亚类（表2）。总体而言，各大类中药化学成分与现有临床使用的抗菌药物在结构特征上存在不同程度的相似（图1）。生物碱、皂苷和黄酮化合物表现出于与抗菌药物的显著相似（表1）。本次研究结果与前人的研究一致[6，12]。有4种生物碱化合物分别与第四代头孢菌素头孢吡肟、大环内酯类乙酰麦迪霉素、糖肽类万古霉素和替考拉宁均高度相似（Tanimoto系数>0.800）。本次分析不仅能说明生物碱存在抗菌活性，同时也在一定程度上揭示了其抗菌活性的多重分子作用机制。具有多重抗菌作用机制无异将避免细菌出现耐药。这一优势使生物碱成为相比其他类化合物更为合适作为抗菌药物开发的先导化合物，但生物碱潜在的细胞毒性还尚不清楚，有待于进一步评估。尽管皂苷在抗菌药物相似性上表现良好，但较大的分子极性很可能限制这类化合物进入细菌内部，显著降低其抑菌或杀菌活性。有所不同的是，黄酮类化学成分表现出与现有抗菌药物在结构上的显著相似，提示其具有不容忽视的抗菌活性[6]。黄酮类化合物属于多酚类化合物，在自然界广泛分布，一方面这一结构特点使其具有极强的抗氧化性能，同时也进一步揭示同样的结构特征很可能也使这类化合物具有潜在的抗菌活性[6]。此外，黄酮类化合物多来自天然的饮食来源如大豆，相比生物碱类物质毒性较小。前人研究表明大豆提取物具有显著的抑菌活性[13]，这与分析结果是一致的（表2）。
终上所述，研究表明化学信息学方法有助于解析中药化学成分的化合物结构特征与其抗菌活性之间的构效关系，有助于揭示中药化学成分的潜在抗菌作用，同时可用于发现和寻找合适的抗菌药物先导药物骨架结构来源。本次研究将为今后进一步合成全新的基于中药化合物骨架结构的低毒有效的新一代抗菌药物，提供理论指导和前期研究基础。
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Chemoinformatics study on antibacterial activity of traditional
Chinese medicine compounds
ZHANG Kun， LI Yan， ZHANG Zhuo-ran， GUAN Wen-hui， PU Yan-chun
（Department of Pharmacy， Fourth Affiliated Hospital of Harbin Medical University， Harbin 150001， China）
[
[Key words]traditional Chinese medicine compounds； antibacterial activity； chemical structure similarity； chemoinformatics
doi：10.4268/cjcmm20130532
[责任编辑孔晶晶]
作者：张鲲 李岩 张卓然 关文辉 蒲艳春
摘 要：随着东西方科学技术的交流，中国的化学学科也学习西方进行了更加详细的分支，其中作为新兴学科的化学计量学属于起步较晚的科目，同时牵涉的科目也更广泛，具体有数学、统计学、应用数学和计算机应用技术、计算机基础、编程等等相关学科，因而学好化学计量学意味着同时学好多门学科，进行交叉性学习知识。化学计量学涉及化学测量的全部过程，样本分析、实验设计、调整与提升、因变量和自变量的处理优化和数据研究都包含在化学计量学中。化学计量学的主要任务是对化学测量得到的数据和样本进行分析和处理，按照化学计量的流程操作，在运用计算机技术筛选后选择最合适的结果。化学计量学的兴起解决了传统化学中很多难以解决的问题，也衍生出了化学应用探究的新方向。本文将从引入化学计量学的六个领域或方面进行研究和探讨。
关键词：分析化学;化学计量学;应用探究
引言：
随着时代的发展和科学技术的进步，与高新技术产业和信息化数字化结合的化学计量法引入了分析化学的研究分析领域。在此之前化学定量一直是研究者必须深入思考分析的重点。作为化学研究中最重要的化学定量，其主要分化的研究方向有三个方面：物质的化学成分、结构和性质。在分析过程中，化学计量学的应用为化学研究增添了新鲜血液，在传统使用图形和数值分析的手段基础上引入了新的手段。
一、引入化学计量法后的化学测量更加现代化数字化
传统化学测量在研究过程中难免出现误差或者错误，但是随着时代发展，计算机技术引入实验室，这也推动了化学测量领域走向先进化。然而化学设备虽然能够使实验得到更加准确的数据，但筛选数据仍然是一个难题，化学计量学的出现就解决了这个问题。为了成功实现化学测量的探索，可以借助化学计量法已经成熟的分离解析技术，通过高维仪器对数据分组进行调整以及校对。通过这一技术，无论最后得到了多么庞大的数据，都可以充分运用化学计量学的手段，做好化学测量，进行方便地筛选。
二、以学科交叉和多层次传播为代表的化学计量学在化学定量构效关系中的运用
所有研究化学的化学家以及实验者都在开始之前必须确定研究方法，防止研究方向出现偏移。随着化学领域的不断发展和开拓，只借助传统画图和数值研究的手段已经不能得到更加详细和精确的物质化学成分和组成结构。应当将得到的数据和推测与物理、生物、科学的相关知识联系起来，充分利用多学科之间相互联系融合的原理，借助学科交叉和多学科融合的思想进行全方面的研究。在分析化学中，全局最优算法已经得到了广泛应用，例如利用多层次传播模型中的误差反向传播来测验苯酚衍生物的活性就是交叉运用多学科知识的化学计量学的体现。
三、推广模式辨别方法的化学计量法部分在分析化学中的应用
模式识别法指的是根据化学量测数据矩阵，将样本按照样本的不同性质进行分类和特征选取的方法。从作为训练点的原始数据出发，进行特征抽取选择，或者直接从未知样板本出发，在训练和分类后，寻找恰当的判断依据后，进行预报。由于在多维模式空间中的相对位置中，数据的分布并不相同，根据量测参量抓取其中不同的数据组，都是模式识别的方法。而模式识别法的研究在决策和过程优化中提供了具有高实用价值的信息，为我国化学化工、石油开发、材料化学、油田研究等等领域难题提供了研究新思维[1]。其中K-最邻近法以及线性学习机的运用具有重大的影响。SIMCA法也是化学计量学中不可缺失的一大部分。SIMCA的步骤为首先输入原始数据，在数据预处理后，进行无监督的主成分分类，再进入循环阶段，对变量进行加权处理后，选择主成分建模主成分数目，讨论是否存在异常点，如果有，那么从主成分建模开始再循环，如果没有异常点，那么再分析是否还有其他类，如果有，那么重复上述步骤，如果没有就可以进行分析评价，最后再讨论是否重新建模，如果需要再重复上述的步骤，如果不需要就可以根据之前的固有模板去判断未知样本。SIMCA法的实际应用领域涉及范围广，已经包括经济、教育、科研等等方面[]。
四、以人工神经网络为代表的生物化學领域中化学计量学的充分表现
化学计量学在人工神经网络中的运用起到了开创先例的作用。那么人工神经网络是什么?人工神经网络是模拟动物或者人类的思维方式进行的神经元和神经脉冲行为，采取分层处理筛选选择数据的计算机数学模型。通过借助网络手段和错综复杂的信息网络，不断根据科研需要改变程序设定过程中预留的可调节关键点的数据，进而使信息得到充分地利用，并在演算过程中自主具有学习和适应的能力[3]。利用网络，可以完善很多数据处理和分析工作，帮助解决很多非线性的数据，例如很多数据在筛选之后传统手段并不具有将数据模拟人脑的思考方式来分析解决的能力。在遗传算法中，在对之前实验中的数据分析后会得到一定的规律，就可以有选择地设置波长波形，对人脑的思维进行尽可能地模拟，引入化学计量法还能实现多台操作仪器的互联实现数据共享。人工神经网络的应用领域包括分析基因谱图、完善补充图库、分析预测药物和新型化合物化学物质以及化工产品的效果，预测研究变质蛋白质的结构。
五、以化学计量学为主要代表的先进体系在波普化学领域的广泛运用
波普化学离不开波谱分析。波谱分析的应用范围广泛，例如光谱和质谱的分析方法就是波谱分析的体现。化学计量学的出现为研究波普化学提供了新思路和新方向，增加了科技手段。借助化学计量学，可以充分实现滤波，平滑，交换，卷积等等以往较难实现的任务要求，这样不但能够分析本学科化学的研究，还能综合运用其他科目的知识，实现学科交叉的最终目的，为解决不同物种如何共存、相同物种如何保持数量等等一系列难题提供了更加科学和体系化的手段。
六、化学多元校正分析法中化学计量学的应用
多元分析法随着时代的发展已经成为了化学研究的一种潮流，主要表现方面有，研究对象和研究目标的多元化[4]。但是对于化学研究者来说，却增加了更大的难题。化学研究者必须在短时间内进行精确而清晰的定位和定量，这样才能不错过最佳实验和数据总结时间。因此在这样的大环境中，多元校正法应运而生，化学计量法也得到了更大范围的推广。因此从总体来看，多元校正法扮演的是数学领域的统计数据法。多元统计法有着明显的优势，对研究的敏感性、检测度、精密程度都提出了更高水平的要求。在化学实验中，化学计量法的运用完善了实验，也为多元校正法带来更大的发展空间。
七、结束语
化学计量法的出现为分析化学领域的发展带来了新机遇新思路，但是也带来了新挑战，因此在大力推广化学计量法运用的同时，要不断完善实验过程，开发新技术，申请国家专项资金，积极引入国内外先进科技设备，与国际接轨，推动分析化学迈上新台阶。
参考文献：
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作者简介：
曹远理1986/06/20，性别：男，民族：汉，籍贯：江西九江，
职务/职称：热工理化计量主管，学历：大专，研究方向：化学计量
(广州广电计量检测(杭州)有限公司 浙江 杭州 311200)
作者：曹远理
摘 要：《义务教育化学课程标准》明确指出：“义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨。”结合学生熟悉的生活内容，分別从教学情境设计、教学语言、家庭小实验等方面入手，阐明培养初中学生化学素养的几点要素。
关键词：兴趣;生活化;培养;化学素养
随着科学技术的飞速发展，改善生活的方方面面越来越依赖于具有高度科学素养的国民和有杰出创造能力的科技英才。调查显示，2003年我国公众达到科学素养水平的比例为1.98%，而美国作为科技与经济强国，1995年基本科学素养水平的比例已经达到12%。由此看来，提升我国公众科学素养任重而道远。为此，《义务教育化学课程标准》确立义务教育阶段化学课程改革的重点是“培养学生学习化学的兴趣、以培养学生的科学素养为主旨”。为了了解我校初三学生的化学素养水平，我对本校初三学生(580人)进行了一次问卷调查。问卷部分问题结果如附表所示：
附表：针对本市初中学生化学素养的问卷调查(部分问题统计表)
从调查结果不难看出，本市学生对身边存在的化学知识关注度严重不足，自主学习化学的积极性不高，应用化学解决生活中实际问题的意识不强，化学素养的整体水平偏低。然而，在学科教学中，促进学生学科素养的形成，与传统的精英教育大有不同，学科素养的培养面向的群体是每一个学生，是大范围内的教育，将科学技术的培养与社会的发展紧密结合起来。教育离不开生活，生活中处处存在教育，而教育活动的开展就是为了更好地服务于生活，只有教育工作做得尽善尽美，才能更好地为生活服务，才能使生活更加美好。如何利用实际生活来进行化学教学，培养初中生的化学素养呢?本文根据教学实践谈几点做法，以期与同仁探讨。
一、情境设计生活化
促进生活化教学情境的有效创设，情境设置得不要太平淡，尽量有趣、自然，有一定的挑战性，将学生的生活经验、已有的化学知识有机地融合起来，激发学生的学习积极性。教师需要做到因材施教，尊重学生的生活实际，结合学生已经掌握的生活经验，促进科学有效问题情境的创设，极大地激发学生学习的热情。在化学教学中，笔者做过多种尝试，并取得了一些经验，如《酸和碱中和反应》的课堂导入，教学片段如下：
师：同学们，你们看今天我们班哪位同学的头发最“飘逸”?
生：(七嘴八舌评论推举)李安琪。
师：大家都说你的头发最好，请你介绍一下，你是怎么洗头的?
生：先润湿头发，然后将洗发露倒在头发上，用手揉洗头发后，用清水洗净，最后把护发素涂在头发上，几分钟后，再用清水洗干净即可。
师：讲得很好。那你们知道这样洗头对吗?能否将洗发水与护发素调转使用呢?到底我们应该怎样洗头?
学完今天的内容就会有一个明确的答案!
这样将生活中的场景引入化学课堂，学生既熟悉又陌生，熟悉的生活情境却又不熟悉其蕴含的科学道理，学生带着好奇心和对知识的渴望进入课堂，气氛顿时活跃起来，从而营造了良好的学习氛围。如果教师可以在备课时尽量把生活和生产中有关化学知识与书本的内容联系起来，使学生感到，化学既是一门有趣的学科，又是一门有用的学科，这样就会让学生产生恒久的学习兴趣，培养学生的化学素养。
二、促进教学语言更加具有生活趣味
语言本身就来自于社会，来自于生活，生活本身就是知识的集合体，想要利用生活的优势，促进知识学习的有效性就需要将生活中通俗易懂的语言有效地提炼出来。教学过程离不开语言的支持，利用语言进行知识的有效传授，利用语言进行交流沟通，将学生对于知识的掌握情况有效地反馈出来。教师在进行语言表达的时候不可随机，需要掌握一定的表达技巧，促进语言表达质量的提升，语言教学需要充分表现出生活化，需要紧密围绕学生的生活实际展开，只有语言是通俗易懂的，学生才能一点就通。
例如，在讲氧气的溶解性时，给学生举例：为什么冷开水不能养鱼?为什么在夏天的傍晚鱼塘里的鱼儿总喜欢游到水面来?还有在家中父母蒸鸡蛋羹的例子，打散的鸡蛋加入凉水，蒸出的蛋羹充满气眼，口感不好，感觉太“老”;而若加入适量的凉开水，则蒸出的蛋羹鲜嫩爽滑，非常好吃，其原因是烧开的水，赶走了溶解在水中的氧气等等。在教学中，教师应努力建立宽松和谐的师生关系，语言要朴实、平常，教师和学生之间就像是面对面聊天，在枯燥的知识中加入生活元素，用生活化的语言去描述，使抽象的知识变得可以触摸、通俗易懂，学生不是被动地从老师那里接受知识，而是从聊天中自主地获得化学知识，使学生的化学素养得以提高。
三、课堂“延伸”生活化
1.巧用家庭小实验，培养初中生学习和应用化学的能力
化学是一门以实验为基础的自然科学。学生在教师指导下的课堂实验及探究由于受时间、空间和器材的限制，在培养学生化学科学素养方面具有一定的局限性，而家庭小实验可以弥补这一缺陷，家庭小实验是中学化学实验的一种有效补充和延伸。在日常生活用品中，可以寻找一些易得药剂或代用仪器进行简易的实验，由于取材方便、操作简单，每个学生都可以动手操作。如通过开展“辨别纤维种类”“食醋除水垢”等家庭小实验，不仅能够印证和掌握相关的书本知识，而且还能学会区分服装面料及食醋在生活中实用的小窍门，培养了理论联系实际的能力。实验中的许多器材是生活中常用的物品，这可以让学生在生活中接受化学知识，培养化学情感。
又如，在进行二氧化碳的相关性质的学习的时候，重点讲授其化学性质，当然教授过程不能单纯地用语言表达，这样的学习是比较抽象的，学生很难理解，可以借助一些小实验让学生加深对于二氧化碳性质的理解。准备好蛋壳和食用醋，蛋壳放入食用醋中，会观察到蛋壳的表面有一些小的气泡产生，验证气泡的成分，采用澄清石灰水进行验证，发现澄清石灰水变浑浊。这个时候教师借机提出问题：如果将食用醋变为柠檬酸现象又会怎样?分析实验的具体原理是什么?这一系列的问题提出之后不仅加深了学生对相关知识的了解，还能够引导学生养成积极思考问题的习惯。
家庭小实验，除了大部分让学生在家独立完成外，根據实验内容，也可以让学生两三个或五六个组成一个实验小组，在课后协作完成。如，在学完“二氧化锰对双氧水的分解具有催化作用”后，引导学生以小组形式课外完成“寻找身边可以替代二氧化锰作为催化剂的物质”的家庭小实验。指导学生取身边常见的物质作为试验品，在确保安全的前提下，进行多种物质的尝试。开展这样的探究活动，不同层次的学生通过合作交流，互相学习，互相促进，增进了学生的团结和协作，有效地提升了学生的化学素养。
2.拓宽视野，培养学生化学信息整合素养
当代的信息源十分丰富，广播、电视、电影、报纸、网络每天都在传播大量的信息，化学课本不再是学生获得化学知识的唯一途径，所以教师要结合教材内容引导学生从课内向课外延伸。如，讲到化学合成材料时，我将全班分成10个小组，布置学生课外收集有关材料的信息，尽可能多地收集各种材料的种类及用途，每个小组根据收集的资料做成手抄报在班上展览，评出优秀小报，评为优秀小报的小组每人加5分。这样有了竞争，有了展示，又给加分，学生收集资料的劲头更足。本市每学年都举办“我爱生活，我爱化学”的手抄报及化学小论文比赛，对培养学生化学素养起到了很大的推进作用。此外，教师还可以指导学生阅读科技丛书，培养了学生的化学素养。
总之，在化学教学中，如果离开了我们的生活将逊色太多，化学课堂也将不再吸引学生，不再精彩。因此，教师应善于捕捉生活素材，采撷生活化学实例，积极开发和挖掘学生感兴趣的和富有时代气息的教育素材，让学生感受到化学在日常生活、生产实际中的广泛作用，从而激发学生学习化学的兴趣，使他们将所学知识应用于生活实际中，解决生活实际问题，最终达到培养学生化学素养的目的。
参考文献：
[1]王和娟.在化学教学中培养中学生的核心素养[J].科学教育前沿，2016(12).
[2]布罗菲.激发学习动机[M].陆怡如，译.华东师范大学出版社，2005.
[3]洪兹田，陈女婷.初中化学实验创新设计的新视角[J].中学化学教与学，2015(5)：50-52.
[4]王祖浩，金惠文.义务教育化学新课程教学问题解决方案[M].广西教育出版社，2006.
[5]刘丽伟.浅谈提高初中化学复习教学质量的策略[J].教育实践与研究(中学版)，2009(4).
编辑 张珍珍
作者：蒋莲凤
摘 要：现代教学媒体和传统教学媒体各有其特点和优势，在教学过程中教师应该研究如何正确选择与运用教学媒体，提高教学效率。本文我就谈谈自己在化学教学中选择运用教学媒体的一些心得体会。
关键词：化学教学;教学媒体;选择运用;学科素养
当前，科技飞速发展，各种科技在化学教学中得到广泛运用。除了使用化学实验、结构模型、实物等外，多媒体软件、录像、投影仪、电子白板等现代教育技术也正普及应用于化学教学领域，为化学教学提供了诸多便利。面对众多的教学媒体，化学教学过程中如何选择运用适合的媒体，使得课堂效率最大化呢?这是一线教师都会碰到的问题。
教学媒体通常指现代教学媒体和传统教学媒体。传统教学媒体主要由课本、粉笔、黑板等构成。它使用起来灵活方便，随心所欲，价格低廉，是教师必须能熟练运用的教学媒体，但课堂教学方式单一，教学内容受限制，基本只能靠学生读书、教师讲解进行，实行“一张嘴、一支粉笔、一个黑板”的模式。现代教学媒体是相对于传统教学媒体而言的，主要是指多媒体软件、录像、投影仪、电子白板等现代教育先进技术。现代教学媒体的使用，使得课堂教学更为丰富多彩，不仅改变了传统教学手段落后，教学方法单一的弊端，还为课堂教学注入了新活力，进一步推动了教学方法的改革。经过长期教学实践，我对于教学媒体的选择、运用有以下几点体会：
一、教学媒体的选择由教学目标决定
化学现在被学生视为难学科目，许多化学反应及其现象与原理只靠传统教学方法呈现不但难以实现，而且十分枯燥乏味、难以理解，现代教学媒体的发展改变了这一状况。新课标将高中化学必修知识分成了五个主题，分别是：化学科学与实验探究、无机元素化合物及应用、化学反应原理、有机化学基础、物质结构与性质。不同的知识有不同特点，应采用不同的教学媒体。教学媒体是实现教学目标的重要手段，无论选择哪种教学媒体，都是为了确保教学目标实现，不是为了做秀。
二、应使现代教学媒体与传统教学媒体有机结合
现代教学媒体的出现虽然解决了化学教学过程中遇到的问题，但并不意味着传统的教学媒体可以被完全摒弃。我认为在教学活动中，传统教学媒体仍然有其存在的必要。教学是师生的双边活动，教师是教学的主导，学生是学习的主体，通过老师在黑板上写推导过程，讲解得出结论，整个过程中需要学生听讲、看老师推导过程，还需要结合自身思考，运用到多种感觉，会使学生对知识的知觉更加深刻。若发现学生在某个知识点上存在盲點，也方便讲解，便于把控课堂的进程。若完全利用现代教学媒体，产生的知觉较片面，感知也较肤浅。二者若能很好的相互结合取长补短，将极大提高课堂效率。
三、充分发挥现代教学媒体在化学理论教学中的作用
化学是一门从分子、原子等微观的角度来研究这个物质世界性质、组成、结构与变化规律的科学，其最大特点是从微观视角来认识物质世界。高中化学课程要求学生形成“宏观辨识与微观探析”学科核心素养，能从分子原子等微观层面认识物质。如果一味让老师讲述知识，学生缺乏观察、思考、内化为自身经验的过程，就会对微观层面难以形成感性的认识。现代多媒体技术的出现，使得微观过程得以放大，变得直观、有趣，大大提高了学生学习的积极性。
1.运用于学习物质结构
人的肉眼不能看到分子、原子结构，单靠老师上课讲解、书本上的图片，对于空间逻辑思维较弱的学生，难以理解掌握，利用动画、模型，可以生动、形象地呈现出微观粒子的结构，更容易掌握物质的结构、运动特征。
如在有机化学基础入门的学习中，学生对于有机物的结构特征，碳原子的成键方式，感觉非常抽象难以理解。若在理论讲解过程中，能用动画展示有机物空间构型及成键特点，有利于学生更快融入有机化学的学习中。在学习二氧化硅、金刚石等原子晶体结构时，可用动画多方面展示金刚石、二氧化硅的结构特点，引导学生对金刚石、二氧化硅性质的深入认识，从而加深其对“结构决定性质”这一说法的理解。同样，在进行晶体结构的教学时，对于一些典型的晶体，如NaCl、CsCl的空间构型时，可用多媒体课件展示其空间构型及切割、旋转后的构型，使学生能够更好理解各离子在空间、不同平面的分布，促进他们空间逻辑思维的发展。又如学习金属晶体结构与物理通性时，利用多媒体课件动画展示金属原子的堆积方式，以及不同堆积方式形成的不同晶胞结构的特点，金属结构特点又决定了金属的物理通性等，学生在动画展示上就能较好的理解掌握。
2、运用于分析化学反应历程
化学反应是在分子、原子的水平发生，学生时常感到难以理解、想象，不利于其化学核心素养的形成。教学中运用现代教学媒体，可以通过动画演示等形式，让学生形象地看到化学反应中原子是如何结合生成新分子的过程，展示化学反应的现象及规律，以一个宏观的视角理解微观世界。
如，在酸碱中和滴定中，会有一个pH突跃的存在，对此学生非常不理解，为什么PH值变化那么大，那酸或碱应该是过量很多，误差不就很大了吗，为什么说选择合适的指示剂可以指示终点?通过教师语言和文字描述，以及学生自身到实验室进行酸碱中和滴定，利用手持技术来绘制酸碱中和滴定曲线，学生能够更加直观看到酸碱中和滴定过程中pH的变化，使知识点更易于理解。同样，在一些抽象的化学概念和原理，如原电池与电解池的原理、有机化学中各种反应的机理，利用现代教学媒体可帮助学生理解抽象概念。化学反应的实质是旧键断裂与新键的形成，通过制作动画，学生可以看到化学反应过程中化学键断裂形成的过程、原子运动的情况，对反应实质有更深刻的理解。如：酯化反应中，为了让学生深刻理解和掌握在反应中酸和醇是如何断键、结合生成酯类物质，我们应用同位素原子来追踪，采用多媒体动画演示，非常形象生动。有机反应中有很多的这种反应历程，通过现代多媒体效果都非常好。
四、利用现代教学媒体弥补传统化学实验的不足
任何化学规律的发现和发展的背后都离不开化学实验，物质性质也是在一次次的实验后总结得到的。中学化学实验不仅仅是为了学习知识，更是为了要树立学生的科学探究意识及动手操作能力，能够提出观点，进行证实或证伪，形成严谨求实的科学态度。而传统化学实验由于学校实验条件以及实验的安全性等问题，有部分实验难以完成：1、不好操作的实验：铜锌原电池构造和原理的实验，化学反应速率的测定实验，喷泉实验等。2、涉及有毒物质的实验，如Cl2、SO2制取及性质实验等，在实验操作中，凡是有毒气体参与或生成的实验都不可避免有气体泄漏的情况发生，容易造成难以挽回的事故;3、有危险操作的实验，如铝热反应。4、受学校条件限制的实验。如燃料电池实验;N2和H2合成NH3实验，等等。这些实验在传统教学中经常是属于纸上谈兵的状况。随着现代教学媒体的发展，教师可以通过播放相应的实验录像展示实验，还可以使用现代信息技术如Nobook软件，结合教室的白板进行模拟实验，尽可能发挥实验在化学学习中的作用，使学生能更加直观看到反应现象。除此之外，许多软件可以模拟化学反应，从选择装置和药品、搭建装置、进行实验、得出实验现象都可以模拟，在实际教学中，教师可利用现代教学媒体，引导学生设计实验方案，进行探究性实验。
五、利用视频与现代多媒体结合，理论联系实际生活
化学与经济发展、社会文明的关系密切，在促进人类文明可持续发展中起着越来越重要的作用，与生产生活密不可分，而新课标中提出要发展学生“科学态度与社会责任”的核心素养，因此教师在化学教学中应该通过现代多媒体技术，把生产和生活中的例子运用于教学中，凸显化学与实际生活密切相关。
我们在实际教学还可利用多媒体视频呈现工业生产过程。中学化学中，溴、碘的提取，镁的提取及应用、从铝土矿中提取铝、硫酸的制备和性质等内容都涉及工业流程，用多媒体将整个生产流程呈现在学生面前，让原来单调枯燥抽象的流程图具体化，能够激发学生的学习兴趣，调动起学习的主观能动性。还可利用多媒体播放一些关于化学的实事新闻。化学除了带给我们很大福利之外，也造成了不少的问题，利用多媒体使同学们了解到化学带来的利与弊，有利于学生形成安全意识与环保意识。由这些生活中的例子引入，创设问题情境，有利学生尽快进入课程学习，也充分溶入了化学学科的素养精神。
总之，在日常化学教学中，没有一种教学媒体是通用的，教学媒体的选择与运用应该根据课程的需要，综合学生实际情况和学校设备等，扬长避短，能突出教学重点，帮助学生攻克教学难点，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。
参考资料
[1]华汉芬，王鑫，赵一鸣.浅谈现代教学媒体的技术特性〔J〕.中小学电教(下半月)2009(9)：1
[2]罗英.江西省初中思想品德网络课程制作的研究与实践〔D〕.江西省南昌市.南昌大学.2014
作者：陈三磺
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